本實(shí)用新型涉及工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，具體涉及一種編碼器信號(hào)處理電路和變頻器。

背景技術(shù)：

在變頻器驅(qū)動(dòng)同步機(jī)應(yīng)用中，獲取同步機(jī)轉(zhuǎn)子位置的編碼器類型常常有多種，如正余弦編碼器、UVW編碼器、絕對(duì)值Endat編碼器、旋轉(zhuǎn)編碼器等等。

一般變頻器只帶有某一種類型編碼器的信號(hào)處理電路，針對(duì)不同類型編碼器輸入信號(hào)常常采用不同的電路進(jìn)行處理，不同類型編碼器對(duì)應(yīng)不同的輸入接口。這導(dǎo)致變頻器與編碼器之間的選配要求高，通用性不強(qiáng)，使用成本高。

因此，現(xiàn)有技術(shù)有待改進(jìn)和提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N編碼器信號(hào)處理電路和變頻器，通過一個(gè)信號(hào)處理電路可接收多類型編碼器輸出的信號(hào)。

根據(jù)本實(shí)用新型的第一方面，本實(shí)用新型提供一種編碼器信號(hào)處理電路，用于連接編碼器與數(shù)字信號(hào)處理器，適用于不同類型編碼器信號(hào)；所述信號(hào)處理電路集成有接口、信號(hào)放大電路、正弦信號(hào)處理電路和脈沖信號(hào)處理電路；所述接口用于連接編碼器以接收編碼器的輸出信號(hào)；所述信號(hào)放大電路與所述接口相連，用于放大所述編碼器輸出信號(hào)；所述正弦信號(hào)處理電路與所述脈沖信號(hào)處理電路分別連接于所述信號(hào)放大電路與所述數(shù)字信號(hào)處理器之間，分別用于獲取并調(diào)理正弦信號(hào)與脈沖信號(hào)；所述正弦信號(hào)處理電路包含依次連接的半波整流電路和分壓電路，所述脈沖信號(hào)處理電路包含脈沖調(diào)理電路。

所述的編碼器信號(hào)處理電路，其中，所述正弦信號(hào)處理電路和脈沖信號(hào)處理電路均包含濾波電路，所述正弦信號(hào)處理電路中的濾波電路連接于所述半波整流電路與分壓電路之間，所述脈沖信號(hào)處理電路中的濾波電路連接在所述脈沖調(diào)理電路的輸入端。

所述的編碼器信號(hào)處理電路，其中，所述接口包含有N對(duì)第一接口端，每對(duì)所述第一接口端用于獲取編碼器的一種輸出信號(hào)；所述信號(hào)放大電路包含有N個(gè)放大器，且每個(gè)放大器一一對(duì)應(yīng)一對(duì)接口端，用于放大所述對(duì)應(yīng)接口端的編碼器輸出信號(hào)；所述編碼器信號(hào)處理電路包含四路所述正弦信號(hào)處理電路和四路所述脈沖信號(hào)處理電路，分別為第一至第四正弦信號(hào)處理電路和第一至第四脈沖信號(hào)處理電路；每路所述正弦信號(hào)處理電路和每路所述脈沖信號(hào)處理電路分別對(duì)應(yīng)連接一個(gè)放大器。

所述的編碼器信號(hào)處理電路，其中，所述N為六，其中，第三正弦信號(hào)處理電路和第一脈沖處理電路共用一個(gè)放大器，第四正弦信號(hào)處理電路和第二脈沖信號(hào)處理電路共用一個(gè)放大器，第一、第二正弦信號(hào)處理電路與第三、第四脈沖信號(hào)處理電路分別一一對(duì)應(yīng)一個(gè)放大器。

所述的編碼器信號(hào)處理電路，其中，第一脈沖信號(hào)處理電路的輸入端連接對(duì)應(yīng)放大器的輸出端，或者第一脈沖信號(hào)處理電路的輸入端連接第三正弦信號(hào)處理電路中的半波整流電路的輸出端且所述第一脈沖信號(hào)處理電路與所述第三正弦信號(hào)處理電路共用濾波電路；第二脈沖信號(hào)處理電路的輸入端連接對(duì)應(yīng)放大器的輸出端，或者第二脈沖信號(hào)處理電路的輸入端連接第四正弦信號(hào)處理電路中的半波整流電路的輸出端且所述第二脈沖信號(hào)處理電路與所述第四正弦信號(hào)處理電路共用濾波電路。

所述的編碼器信號(hào)處理電路，其中，所述正弦信號(hào)處理電路還包含用于對(duì)放大器放大的信號(hào)進(jìn)行偏置的偏置電路，所述偏置電路包括第一電阻、第二電阻和外接電源；所述第一電阻的一端為偏置電路的輸入端，連接放大器的輸出端，所述第一電阻的另一端一方面連接半波整流電路的輸入端，另一方面還通過第二電阻連接外接電源。

所述的編碼器信號(hào)處理電路，其中，所述半波整流電路包括比較器、二極管和第三電阻；比較器的正相輸入端為半波整流電路的輸入端，連接第一電阻的另一端；比較器的輸出端連接二極管的正極；二極管的負(fù)極為半波整流電路的輸出端，連接分壓電路的輸入端、第三電阻的一端和比較器的反相輸入端，第三電阻的另一端接地。

所述的編碼器信號(hào)處理電路，其中，所述脈沖調(diào)理電路包括三極管或者用于將模擬電平轉(zhuǎn)化為數(shù)字電平及信號(hào)整形的施密特反相器。

根據(jù)本實(shí)用新型的第二方面，本實(shí)用新型提供一種變頻器，包括如上所述的編碼器信號(hào)處理電路、與所述編碼器信號(hào)處理電路連接的數(shù)字信號(hào)處理器和編碼器、與所述數(shù)字信號(hào)處理器連接的輸入單元；

所述數(shù)字信號(hào)處理器包括：

接口單元，與所述編碼器信號(hào)處理電路輸出端相連，用于接收編碼器信號(hào)處理電路輸出的信號(hào)；

編碼器類型單元，用于接收用戶通過所述輸入單元輸入的編碼器類型參數(shù)；

計(jì)算模塊，用于根據(jù)編碼器類型單元中的編碼器類型參數(shù)以及編碼器信號(hào)處理電路輸出的信號(hào)來計(jì)算轉(zhuǎn)速信息、轉(zhuǎn)向信息和位置信息中的至少一者。

所述的變頻器，其中，所述計(jì)算模塊包含有UVW編碼器計(jì)算單元、正余弦編碼器計(jì)算單元、Endat編碼器計(jì)算單元中的兩種或三種，以及選擇單元；所述接口單元包含有八個(gè)第二接口端，每路正弦信號(hào)處理電路與每路脈沖信號(hào)處理電路的輸出端一一對(duì)應(yīng)連接一個(gè)第二接口端；所述選擇單元，用于根據(jù)編碼器類型單元中的編碼器類型參數(shù)獲知編碼器類型，并選擇性導(dǎo)通對(duì)應(yīng)的計(jì)算單元與接口單元；所述UVW編碼器計(jì)算單元、正余弦編碼器計(jì)算單元、Endat編碼器計(jì)算單元分別通過所述第二接口端獲取處理后的UVW編碼器信號(hào)、正余弦編碼器信號(hào)和Endat編碼器信號(hào)，并計(jì)算出轉(zhuǎn)速信息、轉(zhuǎn)向信息和位置信息中的至少一者。

本實(shí)用新型的有益效果：通過一個(gè)信號(hào)處理電路可以兼容多種類型編碼器的輸入，降低了硬件要求、擴(kuò)展性強(qiáng)、實(shí)現(xiàn)成本低。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型一種實(shí)施例提供的編碼器信號(hào)處理電路的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本實(shí)用新型一種實(shí)施例提供的編碼器信號(hào)處理電路中，接口的PIN腳與輸入的信號(hào)的示意圖；

圖3為本實(shí)用新型另一種實(shí)施例提供的編碼器信號(hào)處理電路的電路圖；

圖4為本實(shí)用新型另一種實(shí)施例提供的編碼器信號(hào)處理電路中，正弦信號(hào)處理電路的結(jié)構(gòu)框圖；

圖5為本實(shí)用新型一種實(shí)施例提供的變頻器的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施方式結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

本實(shí)用新型提供一種編碼器信號(hào)處理電路，采用統(tǒng)一的接口接收多類型編碼器輸出的信號(hào)，只需一個(gè)信號(hào)處理電路即可兼容多種類型編碼器的輸入，降低了對(duì)硬件的要求，提高了擴(kuò)展性。

請(qǐng)參考圖1，本實(shí)用新型提供的編碼器信號(hào)處理電路，用于連接編碼器與數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)，適用于不同類型編碼器信號(hào)；所述信號(hào)處理電路集成有接口10、信號(hào)放大電路20、正弦信號(hào)處理電路和脈沖信號(hào)處理電路；所述接口10用于連接編碼器以接收編碼器的輸出信號(hào)；所述信號(hào)放大電路20與所述接口10相連，用于放大所述編碼器輸出信號(hào)；所述正弦信號(hào)處理電路與所述脈沖信號(hào)處理電路分別連接于所述信號(hào)放大電路20與所述數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)之間，分別用于獲取并調(diào)理正弦信號(hào)與脈沖信號(hào)；換而言之，所述正弦信號(hào)處理電路用于獲取并調(diào)理正弦信號(hào)，所述脈沖信號(hào)處理電路用于獲取并調(diào)理脈沖信號(hào)，信號(hào)放大電路20分別通過正弦信號(hào)處理電路和脈沖信號(hào)處理電路連接所述數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)。所述正弦信號(hào)處理電路包含依次連接的半波整流電路和分壓電路，所述脈沖信號(hào)處理電路包含脈沖調(diào)理電路。半波整流電路接收信號(hào)放大電路20輸出的信號(hào)，對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行半波整流。分壓電路半波整流后的信號(hào)進(jìn)行分壓，并輸出給外部的數(shù)字信號(hào)處理器。脈沖調(diào)理電路將信號(hào)放大電路20放大后的信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字電平(電平轉(zhuǎn)換)后輸出給外部的數(shù)字信號(hào)處理器。

本實(shí)施例對(duì)編碼器輸出的正弦信號(hào)和脈沖信號(hào)進(jìn)行分開處理，便于兼容多種類型的編碼器，通過一個(gè)信號(hào)處理電路可以兼容多種類型編碼器的輸入，降低了硬件要求、擴(kuò)展性強(qiáng)、實(shí)現(xiàn)成本低。

進(jìn)一步的，所述接口10包含有N對(duì)第一接口端，每對(duì)所述第一接口端用于獲取編碼器的一種輸出信號(hào)。即所述接口10復(fù)用為多種編碼器信號(hào)輸入，本實(shí)施例中，所述接口10為正余弦編碼器、UVW編碼器、絕對(duì)值編碼器三者的復(fù)用接口，當(dāng)然，也可以兩兩復(fù)用；可在不同的時(shí)間段分別連接正余弦編碼器、UVW編碼器和絕對(duì)值編碼器，采用差分信號(hào)輸入。采用差分信號(hào)輸入可以有效降低外部電磁輻射導(dǎo)致的信號(hào)干擾。采用一個(gè)統(tǒng)一的接口連接多個(gè)不同的編碼器，節(jié)省了成本，編碼器接入接口簡(jiǎn)單便捷。請(qǐng)參閱圖2，接口10優(yōu)選為DB15屏蔽接口。DB15屏蔽接口的15PIN(針)對(duì)應(yīng)輸入的信號(hào)如圖2所示，每針復(fù)用三類信號(hào)，分別為正余弦編碼器、UVW編碼器和絕對(duì)值編碼器輸出的信號(hào)，且DB15屏蔽接口有2PIN用于連接電源，有1PIN懸空，其他12PIN為第一接口端，用于連接編碼器信號(hào)并將編碼器信號(hào)輸出給放大電路。具體的，各編碼器與接口10的連接關(guān)系如下表所示：

A信號(hào)、B信號(hào)、C信號(hào)、D信號(hào)、R信號(hào)、Z信號(hào)、U信號(hào)、V信號(hào)、W信號(hào)、Data信號(hào)都是差分信號(hào)，這些信號(hào)對(duì)應(yīng)都有一個(gè)正信號(hào)，一個(gè)負(fù)信號(hào)，如上表所示。其中，A信號(hào)、B信號(hào)、C信號(hào)、D信號(hào)是正弦波信號(hào)，具有正負(fù)兩部分，經(jīng)信號(hào)放大電路20放大后，由正弦信號(hào)處理電路進(jìn)行處理。R信號(hào)、Z信號(hào)、U信號(hào)、V信號(hào)、W信號(hào)是脈沖方波信號(hào)，只有正部分，經(jīng)信號(hào)放大電路20放大后，由脈沖信號(hào)處理電路進(jìn)行處理。

請(qǐng)一并參閱圖3，所述信號(hào)放大電路20包含有N個(gè)放大器，且每個(gè)放大器一一對(duì)應(yīng)一對(duì)第一接口端，用于放大所述對(duì)應(yīng)接口端的編碼器輸出信號(hào)；所述編碼器信號(hào)處理電路包含四路所述正弦信號(hào)處理電路和四路所述脈沖信號(hào)處理電路，分別為第一至第四正弦信號(hào)處理電路(310-340)和第一至第四脈沖信號(hào)處理電路(410-440)；每路所述正弦信號(hào)處理電路和每路所述脈沖信號(hào)處理電路分別對(duì)應(yīng)連接一個(gè)放大器。由于本實(shí)施例中各個(gè)信號(hào)采用差分信號(hào)，故所述放大器優(yōu)選為差分放大器Q1。

具體的，正余弦編碼器的輸出信號(hào)包含A信號(hào)、B信號(hào)、C信號(hào)、D信號(hào)、R信號(hào)共5對(duì)信號(hào)，其中4對(duì)為正弦信號(hào)，1對(duì)為脈沖信號(hào)，其中的A信號(hào)(A+、A-信號(hào))為：由正余弦編碼器A通道產(chǎn)生的正弦增量信號(hào)，一周期對(duì)應(yīng)360電角度。正余弦編碼器的輸出信號(hào)中的B信號(hào)(B+、B-信號(hào))為：由正余弦編碼器B通道產(chǎn)生的余弦增量信號(hào)，一周期對(duì)應(yīng)360電角度。正余弦編碼器的輸出信號(hào)中的C信號(hào)(C+、C-信號(hào))為：由正余弦編碼器C通道產(chǎn)生的正弦增量信號(hào)，一周期對(duì)應(yīng)360機(jī)械角度。正余弦編碼器的輸出信號(hào)中的D信號(hào)(D+、D-信號(hào))為：由正余弦編碼器D通道產(chǎn)生的余弦增量信號(hào)，一周期對(duì)應(yīng)360機(jī)械角度。正余弦編碼器的輸出信號(hào)中的R信號(hào)(R+、R-信號(hào))為：由正余弦編碼器產(chǎn)生的參考點(diǎn)信號(hào)，每轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生一脈沖，用于校準(zhǔn)。所述正余弦編碼器的輸出信號(hào)中的A信號(hào)、B信號(hào)、C信號(hào)和D信號(hào)經(jīng)過對(duì)應(yīng)的放大器放大后，分別輸入到四路所述正弦信號(hào)處理電路中進(jìn)行下一步處理。所述正余弦編碼器的輸出信號(hào)中的R信號(hào)經(jīng)過對(duì)應(yīng)的放大器放大后，輸入到一路脈沖信號(hào)處理電路中進(jìn)行下一步處理。

UVW編碼器的輸出信號(hào)包括A信號(hào)、B信號(hào)、U信號(hào)、V信號(hào)、W信號(hào)、Z信號(hào)共6對(duì)信號(hào)，其中2對(duì)為正弦信號(hào)，4對(duì)為脈沖信號(hào)，其中的A信號(hào)(A+、A-信號(hào))為：由UVW編碼器光柵通道A產(chǎn)生的增量信號(hào)，一周期對(duì)應(yīng)360電角度。UVW編碼器的輸出信號(hào)中的B信號(hào)(B+、B-信號(hào))為：由UVW編碼器光柵通道B產(chǎn)生的增量信號(hào)，一周期對(duì)應(yīng)360電角度。UVW編碼器的輸出信號(hào)中的U信號(hào)(U+、U-信號(hào))為：由UVW編碼器光柵通道U產(chǎn)生的增量信號(hào)，一周期對(duì)應(yīng)180機(jī)械角度，初始相位0度。UVW編碼器的輸出信號(hào)中的V信號(hào)(V+、V-信號(hào))為：由UVW編碼器光柵通道V產(chǎn)生的增量信號(hào)，一周期對(duì)應(yīng)180機(jī)械角度，初始相位60度。UVW編碼器的輸出信號(hào)中的W信號(hào)(W+、W-信號(hào))為：由UVW編碼器光柵通道W產(chǎn)生的增量信號(hào)，一周期對(duì)應(yīng)180機(jī)械角度，初始相位120度。UVW編碼器的輸出信號(hào)中的Z信號(hào)(Z+、Z-信號(hào))為：由UVW編碼器產(chǎn)生的參考點(diǎn)信號(hào)。所述UVW編碼器的輸出信號(hào)中的A信號(hào)和B信號(hào)經(jīng)過對(duì)應(yīng)的放大器放大后，分別輸入到兩路所述正弦信號(hào)處理電路中進(jìn)行下一步處理。所述UVW編碼器的輸出信號(hào)中的U信號(hào)、V信號(hào)、W信號(hào)、Z信號(hào)經(jīng)過對(duì)應(yīng)的放大器放大后，輸入到四路脈沖信號(hào)處理電路中進(jìn)行下一步處理。絕對(duì)值編碼器的輸出信號(hào)包括A信號(hào)、B信號(hào)、Data信號(hào)、Clk信號(hào)共4對(duì)信號(hào)，其中3對(duì)為正弦信號(hào)，1對(duì)為脈沖信號(hào)，其中的A信號(hào)為：正弦增量信號(hào)，在本實(shí)施例中絕對(duì)值編碼器的A信號(hào)采用A+信號(hào)，A-信號(hào)不用。絕對(duì)值編碼器的輸出信號(hào)中的B信號(hào)(B+、B-信號(hào))為：余弦增量信號(hào)，由于絕對(duì)值編碼器算法中只取B信號(hào)的相位信息，為簡(jiǎn)化算法，本實(shí)施例中B信號(hào)通過脈沖信號(hào)處理通道輸送給數(shù)字信號(hào)處理器，當(dāng)然，B信號(hào)也可以通過正弦信號(hào)處理通道輸送給數(shù)字信號(hào)處理器。絕對(duì)值編碼器的輸出信號(hào)中的Data信號(hào)(Data+、Data-信號(hào))為：數(shù)據(jù)信號(hào)。絕對(duì)值編碼器的輸出信號(hào)中的Clk信號(hào)(Clk+、Clk-信號(hào))為：時(shí)鐘信號(hào)，在本實(shí)施例中絕對(duì)值編碼器的Clk信號(hào)采用Clk-信號(hào)。所述絕對(duì)值編碼器的輸出信號(hào)中的A信號(hào)和Data信號(hào)經(jīng)過對(duì)應(yīng)的放大器放大后，分別輸入到兩路所述正弦信號(hào)處理電路中進(jìn)行下一步處理。所述絕對(duì)值編碼器的輸出信號(hào)中的Clk信號(hào)經(jīng)過對(duì)應(yīng)的放大器放大后，輸入到一路脈沖信號(hào)處理電路中進(jìn)行下一步處理。

在本實(shí)施例中，所述N為六，即有六對(duì)第一接口端，有兩路脈沖信號(hào)處理電路與兩路正弦信號(hào)處理電路共用放大器，具體的，本實(shí)施例中的第三正弦信號(hào)處理電路330和第一脈沖處理電路410共用一個(gè)放大器，第四正弦信號(hào)處理電路340和第二脈沖信號(hào)處理電路420共用一個(gè)放大器，第一、第二正弦信號(hào)處理電路與第三、第四脈沖信號(hào)處理電路分別一一對(duì)應(yīng)一個(gè)放大器。上述三個(gè)編碼器的輸出信號(hào)與各個(gè)放大器的對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖3所示，當(dāng)然，也可以采用其它的排列組合方式。

在其它實(shí)施例中，所述N還可以為八，即四個(gè)正弦信號(hào)處理電路分別一一對(duì)應(yīng)一個(gè)放大器，四個(gè)脈沖信號(hào)處理電路分別一一對(duì)應(yīng)一個(gè)放大器，正弦信號(hào)處理電路和脈沖信號(hào)處理電路之間不共用放大器。

可見，本實(shí)施例通過共用兩個(gè)放大器，簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)。

如圖3所示，信號(hào)處理電路可兼容三種編碼器，具體到本實(shí)施例，采用第一放大器210接收正余弦編碼器的輸出信號(hào)中的A信號(hào)、UVW編碼器的輸出信號(hào)中的A信號(hào)以及絕對(duì)值編碼器的輸出信號(hào)中的Data信號(hào)，并對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行放大。第二放大器220接收正余弦編碼器的輸出信號(hào)中的B信號(hào)、UVW編碼器的輸出信號(hào)中的B信號(hào)，并對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行放大。第三放大器230接收正余弦編碼器的輸出信號(hào)中的C信號(hào)、UVW編碼器的輸出信號(hào)中的U信號(hào)，并對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行放大。本實(shí)施例中，Clk信號(hào)采用Clk-信號(hào)，若采用Clk+信號(hào)，則第三放大器230還可用于接收絕對(duì)值編碼器的輸出信號(hào)中的Clk+信號(hào)。第四放大器240接收正余弦編碼器的輸出信號(hào)中的D信號(hào)、UVW編碼器的輸出信號(hào)中的V信號(hào)以及絕對(duì)值編碼器的輸出信號(hào)，并對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行放大。第五放大器250接收正余弦編碼器的輸出信號(hào)中的R信號(hào)、UVW編碼器的輸出信號(hào)中的Z信號(hào)以及絕對(duì)值編碼器的輸出信號(hào)中的B信號(hào)，并對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行放大和濾波；第六放大器260接收UVW編碼器的輸出信號(hào)中的W信號(hào)，并對(duì)W信號(hào)進(jìn)行放大和濾波。

當(dāng)然，在其它實(shí)施例中，接口10復(fù)用為任意兩種編碼器接口的方案，只需在本實(shí)施例中刪除對(duì)另外一種編碼器的描述即可得到，不作贅述。

所述正弦信號(hào)處理電路和脈沖信號(hào)處理電路均包含濾波電路。所述正弦信號(hào)處理電路的濾波電路連接于所述半波整流電路和分壓電路之間，或者，所述正弦信號(hào)處理電路的濾波電路連接分壓電路的輸出端。本實(shí)施例采用前者。所述脈沖信號(hào)處理電路的濾波電路連接在所述脈沖調(diào)理電路的輸入端。即，脈沖信號(hào)處理電路的濾波電路的輸入端連接對(duì)應(yīng)放大器的輸出端，濾波電路的輸出端連接脈沖調(diào)理電路。

對(duì)于正弦信號(hào)處理電路和脈沖信號(hào)處理電路共用放大器，可以采用多種連接方式。例如：第一脈沖信號(hào)處理電路410的輸入端連接對(duì)應(yīng)放大器(第三放大器230)的輸出端；或者，第一脈沖信號(hào)處理電路410的輸入端連接第三正弦信號(hào)處理電路330中的半波整流電路的輸出端且所述第一脈沖信號(hào)處理電路410與所述第三正弦信號(hào)處理電路330共用濾波電路。第二脈沖信號(hào)處理電路420的輸入端連接對(duì)應(yīng)放大器(第四放大器240)的輸出端；或者，第二脈沖信號(hào)處理電路420的輸入端連接第四正弦信號(hào)處理電路340中的半波整流電路的輸出端且所述第二脈沖信號(hào)處理電路420與所述第四正弦信號(hào)處理電路340共用濾波電路。也就是說，第一、第二脈沖信號(hào)處理電路與第三、第四正弦信號(hào)處理電路共用放大器，由于脈沖信號(hào)處理電路無需半波整流，故其與正弦信號(hào)處理電路的連接關(guān)系不受限制。

進(jìn)一步的，請(qǐng)參閱圖4，所述正弦信號(hào)處理電路還包含用于對(duì)放大器放大的信號(hào)進(jìn)行偏置的偏置電路301，所述偏置電路301的輸入端連接對(duì)應(yīng)放大器的輸出端，所述偏置電路301的輸出端連接半波整流電路302的輸入端。

本實(shí)施例中，所述第三正弦信號(hào)處理電路330和第一脈沖信號(hào)處理電路410共用濾波電路；所述第四正弦信號(hào)處理電路340和第二脈沖信號(hào)處理電路420共用濾波電路，如圖3所示。

所述偏置電路301包括第一電阻R1和第二電阻R2；所述第一電阻R1的一端為偏置電路301的輸入端，連接對(duì)應(yīng)放大器的輸出端；所述第一電阻R1的另一端為偏置電路301的輸出端，一方面連接半波整流電路302的輸入端，另一方面還通過第二電阻R2連接外接電源VCC，本實(shí)施例中，外接電源VCC提供的電壓為3V。

所述半波整流電路302將截?cái)嘈盘?hào)的負(fù)電壓部分，對(duì)于A、B、C、D信號(hào)，由于偏置電路301處理后大于0，所以不受影響。所述半波整流電路302包括比較器Q2、二極管D1和第三電阻R3；比較器Q2的正相輸入端為半波整流電路302的輸入端，連接第一電阻R1的另一端；比較器Q2的輸出端連接二極管D1的正極；二極管D1的負(fù)極為半波整流電路302的輸出端，連接分壓電路304的輸入端、第三電阻R3的一端和比較器Q2的反相輸入端，第三電阻R3的另一端接地。由于本實(shí)施例中濾波電路303的設(shè)置，二極管D1的負(fù)極具體通過濾波電路303連接分壓電路304的輸入端。

所述濾波電路303包括濾波電阻R和濾波電容C；正弦信號(hào)處理電路的濾波電路303中，二極管D1的負(fù)極通過濾波電阻R連接分壓電路的輸入端和濾波電容C的一端，所述濾波電容C的另一端接地。脈沖信號(hào)處理電路的濾波電路中，差分放大器Q1的輸出端通過濾波電阻R連接脈沖調(diào)理電路和濾波電容C的一端，所述濾波電容C的另一端接地。

所述分壓電路304不僅對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行分壓，還用于對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行濾波。接口10輸出的A、B、C、D信號(hào)經(jīng)過分壓電路304的分壓濾波處理后成為DSP的AD輸入信號(hào)SIN-A、SIN-B、SIN-C、SIN-D。所述分壓電路304包括第四電阻R4、第五電阻R5和第一電容C1；第四電阻R4的一端為分壓電路的輸入端，通過濾波電阻R連接二極管D1的負(fù)極；第四電阻R4的另一端為分壓電路的輸出端，連接數(shù)字信號(hào)處理器、并分別通過第五電阻R5和第一電容C1接地。

本實(shí)施例中，所述脈沖調(diào)理電路包括用于將模擬電平轉(zhuǎn)化為數(shù)字電平及信號(hào)整形的施密特反相器Q3，所述施密特反相器Q3的輸入端連接濾波電阻R的另一端，所述施密特反相器Q3的輸出端連接DSP。換而言之，施密特反相器主要用于：電平轉(zhuǎn)化(模擬電平轉(zhuǎn)化為數(shù)字電平、模擬電平范圍轉(zhuǎn)移到數(shù)字電平范圍)及信號(hào)整形。

對(duì)于U、V信號(hào)，經(jīng)過差分放大、偏置、半波整形處理后信號(hào)小于0的部分將被截?cái)?，只留下正半部分，此輸出信?hào)經(jīng)過濾波電路濾波處理后輸入施密特反相器，經(jīng)過施密特反相器整形、反相處理后輸出與U、V信號(hào)同頻率的方波信號(hào)PU、PV，PU與U信號(hào)相位差180度，PV與V信號(hào)相位差180度。對(duì)于R、Z、W信號(hào)，由于其為脈沖信號(hào)，故經(jīng)過差分放大和濾波電容C1的濾波處理后直接輸入相應(yīng)的施密特反相器，經(jīng)過整形、反相處理后輸出與R/Z、W信號(hào)同頻率的方波信號(hào)PR/PZ、PW，同樣的，R/Z、W信號(hào)與PR/PZ、PW信號(hào)相位差180度。

當(dāng)然，在其它實(shí)施例二中，脈沖調(diào)理電路包括三極管，換而言之，施密特反相器由三極管代替，能同樣起到電平轉(zhuǎn)換的作用，三極管無反相作用，故DSP在兩個(gè)實(shí)施例中的信號(hào)處理有所不同。

本實(shí)用新型提供的編碼器信號(hào)處理電路，在具體實(shí)施時(shí)，在接口10處連接的是正余弦編碼器時(shí)，第一至第四放大器對(duì)接收的A信號(hào)、B信號(hào)、C信號(hào)和D信號(hào)進(jìn)行放大，對(duì)應(yīng)的，第一至第四正弦信號(hào)處理電路對(duì)放大后的A信號(hào)、B信號(hào)、C信號(hào)和D信號(hào)依次進(jìn)行偏置、半波整流、濾波和分壓處理，并輸出給外部的數(shù)字信號(hào)處理器。第五放大器250(也可以是第六放大器)對(duì)接收的R信號(hào)進(jìn)行放大，對(duì)應(yīng)的，第五脈沖信號(hào)處理電路(也可以是第六脈沖信號(hào)處理電路)對(duì)放大后的R信號(hào)依次進(jìn)行濾波、轉(zhuǎn)換成數(shù)字電平后輸出給外部的數(shù)字信號(hào)處理器。

在接口10處連接的是UVW編碼器時(shí)，第一、第二放大器對(duì)接收的A信號(hào)、B信號(hào)進(jìn)行放大，對(duì)應(yīng)的，第一、第二正弦信號(hào)處理電路對(duì)放大后的A信號(hào)、B信號(hào)依次進(jìn)行偏置、半波整流、濾波和分壓處理，并輸出給外部的數(shù)字信號(hào)處理器。第三至第六放大器對(duì)接收的U信號(hào)、V信號(hào)、Z信號(hào)和W信號(hào)進(jìn)行放大，對(duì)應(yīng)的，第一至第四脈沖信號(hào)處理電路對(duì)放大后的U信號(hào)、V信號(hào)、Z信號(hào)和W信號(hào)依次進(jìn)行濾波、轉(zhuǎn)換成數(shù)字電平后輸出給外部的數(shù)字信號(hào)處理器。

可見，采用本實(shí)用新型提供的編碼器信號(hào)處理電路，針對(duì)接口10接收的信號(hào)，即有輸入輸出通路的復(fù)用，又根據(jù)信號(hào)的不同進(jìn)行了分類輸出，實(shí)現(xiàn)了對(duì)多類型編碼器信號(hào)的兼容處理；而且只需將不同類型的編碼器接入接口10即可，使用非常方便。

綜上所述，本實(shí)用新型提供的信號(hào)處理電路，用戶同步電機(jī)編碼器(UVW編碼器或正余弦編碼器或Endat編碼器)的差分信號(hào)通過統(tǒng)一接口輸入，輸入信號(hào)經(jīng)過差分放大、半波整流、濾波、分壓、施密特反相電路處理后輸入DSP，DSP根據(jù)用戶設(shè)定的編碼器類型(例如通過用戶鍵盤輸入)選擇性讀取相應(yīng)信息、調(diào)用相應(yīng)函數(shù)進(jìn)行處理。由于支持多種類型同步電機(jī)編碼器的輸入，降低了對(duì)電機(jī)編碼器類型的要求，簡(jiǎn)化了外部接線，擴(kuò)展性強(qiáng)，方便了操作，實(shí)現(xiàn)成本低。

基于上述實(shí)施例提供的編碼器信號(hào)處理電路，本實(shí)用新型還提供一種變頻器。請(qǐng)參閱圖5，變頻器包括如上的編碼器信號(hào)處理電路a、與信號(hào)處理電路連接的數(shù)字信號(hào)處理器b和編碼器、以及與數(shù)字信號(hào)處理器b連接的輸入單元c；具體的，四路正弦信號(hào)處理電路和四路脈沖信號(hào)處理電路均連接數(shù)字信號(hào)處理器b。數(shù)字信號(hào)處理器b根據(jù)與接口10連接的編碼器類型，調(diào)用對(duì)應(yīng)的編碼器位置信息獲取函數(shù)獲取轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向及位置信息。

具體的，數(shù)字信號(hào)處理器b包括：接口單元b10，編碼器類型單元b20和計(jì)算模塊b30。接口單元b10連接計(jì)算模塊b30，輸入單元c通過編碼器類型單元b20連接計(jì)算模塊b30。

接口單元b10，與所述編碼器信號(hào)處理電路輸出端相連，用于接收編碼器信號(hào)處理電路a輸出的信號(hào)。

編碼器類型單元b20，用于接收用戶通過輸入單元c輸入的編碼器類型參數(shù)。本實(shí)施例中，編碼器類型包括正余弦編碼器、UVW編碼器、絕對(duì)值編碼器。編碼器類型參數(shù)代表與接口10連接的編碼器的類型。

計(jì)算模塊b30，用于根據(jù)編碼器類型單元b20中的編碼器類型參數(shù)以及編碼器信號(hào)處理電路輸出的信號(hào)計(jì)算轉(zhuǎn)速信息、轉(zhuǎn)向信息和位置信息中的至少一者(一者或多者)。

具體的，所述計(jì)算模塊b30包含有UVW編碼器計(jì)算單元b32、正余弦編碼器計(jì)算單元b33、Endat編碼器計(jì)算單元b34中的兩種或三種，以及選擇單元b31；所述接口單元b10包含有八個(gè)第二接口端，每路正弦信號(hào)處理電路與每路脈沖信號(hào)處理電路的輸出端一一對(duì)應(yīng)連接一個(gè)第二接口端；所述選擇單元b31，用于根據(jù)編碼器類型單元中的編碼器類型參數(shù)獲知編碼器類型，并選擇性導(dǎo)通對(duì)應(yīng)的計(jì)算單元與接口單元b10；所述UVW編碼器計(jì)算單元b32、正余弦編碼器計(jì)算單元b33、Endat編碼器計(jì)算單元b34分別通過所述第二接口端獲取處理后的UVW編碼器信號(hào)、正余弦編碼器信號(hào)和Endat編碼器信號(hào)，并計(jì)算出轉(zhuǎn)速信息、轉(zhuǎn)向信息和位置信息中的至少一者。即，所述UVW編碼器計(jì)算單元b32、正余弦編碼器計(jì)算單元b33、Endat編碼器計(jì)算單元b34分別根據(jù)接收的信號(hào)，調(diào)用對(duì)應(yīng)的編碼器位置信息獲取函數(shù)獲取轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向及位置信息。

輸入單元c包括鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸屏中的一種或多種，本實(shí)施例為鍵盤；即，數(shù)字信號(hào)處理器b初始化后，通過編碼器類型單元b20接收來自用戶鍵盤輸入的編碼器類型參數(shù)，如果用戶輸入的編碼器類型為正余弦編碼器，則選擇單元b31將正余弦編碼器計(jì)算單元b33與接口單元b10導(dǎo)通，正余弦編碼器計(jì)算單元b33調(diào)用正余弦編碼器位置信息獲取函數(shù)，讀取SIN-A、SIN-B、SIN-C、SIN-D信號(hào)，經(jīng)過算法處理后獲取轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向信息，結(jié)合PR/PZ信號(hào)獲取轉(zhuǎn)子位置信息。如果用戶輸入的編碼器類型為UVW編碼器則調(diào)用UVW編碼器位置信息獲取函數(shù)，則選擇單元b31將UVW編碼器計(jì)算單元b32與接口單元b10導(dǎo)通，UVW編碼器計(jì)算單元b32調(diào)用UVW編碼器位置信息獲取函數(shù)，UVW編碼器位置信息獲取函數(shù)通過GPIO獲取PU、PV、PR/PZ、PW信號(hào)，經(jīng)過算法處理后獲取轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向及位置信息。同樣的，如果用戶輸入的編碼器類型為絕對(duì)值編碼器，則以此類推，不再贅述。

由此可知，本實(shí)用新型提供的變頻器，通過一個(gè)信號(hào)處理電路可以兼容多種類型編碼器的輸入，降低了硬件要求、擴(kuò)展性強(qiáng)、實(shí)現(xiàn)成本低。

以上應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行闡述，只是用于幫助理解本實(shí)用新型，并不用以限制本實(shí)用新型。對(duì)于本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演、變形或替換。